磁悬浮轴承发展及关键技术研究现状

第47卷2014年第6期6月MICＲOMOTOＲSVol.47.No.6Jun.2014收稿日期:2013-08-30基金项目:江苏省自然科学基金(BK2012707);江苏省“六大人才高峰”资助项目(2011-ZZ026);江苏省研究生培养创新工程(CXZZ13_0682)作者简介:李媛媛(1986)，硕士研究生，研究方向为交流磁轴承控制技术。朱熀秋(1964)，博士，教授，博士生导师，研究方向为磁悬浮高速传动技术、无轴承高速电机精密驱动及控制等。磁悬浮轴承发展及关键技术研究现状李媛媛1，朱熀秋1，朱利东1，吴晓军2(1.江苏大学电气信息工程学院，江苏镇江212013;2.东南大学后勤中心，南京210018)摘要:磁轴承具有无摩擦磨损、转子位移精度高、可支承转速高、无需润滑油、寿命长等优点，在能源、交通、机械、生命科学等领域具有广阔的应用前景。首先介绍了磁轴承的基本工作原理和分类，以及在某些特定工作场合的优势和特点，然后综述了磁轴承从出现至今的中外发展现状，归纳了在磁轴承研究中的关键技术，最后提出了磁轴承今后的研究发展方向。关键词:磁悬浮轴承;发展;关键技术;现状中图分类号:TH133.3文献标志码:A文章编号:1001-6848(2014)06-0069-05DevelopmentandＲesearchStatusofKeyTechnologiesonMagneticBearingsLIYuanyuan1，ZHUHuangqiu1，ZHULidong1，WUXiaojun2(1.SchoolofElectricalandInformationEngineering，JiangsuUniversity，ZhenjiangJiangsu212013，China;2.LogisticCenter，SoutheastUniversity，Nanjing210018，China)Abstract:Magneticbearingshavetheadvantagesofno-friction，no-abrasion，highprecisionofrotorposi-tion，supporthighspeedrotor，no-lubricant，longservice-life，andsoon.Themagneticbearingshaveawideapplicationprospectinthefieldsofenergy，transportation，machinery，lifescience，andsoon.Theprincipleandclassificationofthemagneticbearingswerefirstlydescribed.Thentheuniqueadvantagesandcharacteristicsofthemagneticbearingsinsomespecialsituationswereintroduced.Afterthattheresearchstatusofthemagneticbearingsintheworldandthekeytechnologiesweresummarized.Finally，thefuturedevelopmentdirectionofthemagneticbearingswasproposed.Keywords:magneticbearing;development;keytechnology;status0引言随着现代工业的飞速发展，广泛用于航空航天、冶金等工业领域的旋转机械，如卫星姿控飞轮、真空分子泵等正朝着高速度、高精度、智能化的方向发展，对支承转子的关键部件轴承有着严格的要求，传统的滚动和滑动轴承难以满足工业应用的需求，磁悬浮轴承就应运而生了［1］。磁悬浮轴承简称磁轴承(MagneticBearings)，是一种新发展起来的利用电磁力使转子悬浮的高性能非接触式轴承，具有传统轴承所没有的转速高、能耗低、无机械磨损、噪声小，无润滑介质、寿命长、控制灵活等一系列突出优点［2］，这些优点恰恰满足了高精高速转子的性能要求，使得磁悬浮电主轴在航空航天、能源、交通、生命科学、真空技术、涡轮机械及机床等领域具有广泛的应用前景。鉴于磁轴承的工作将对今后各行各业的研究意义以及现实应用意义，本文将就磁悬浮轴承的原理及分类特点、发展现状、关键技术及未来的发展方向展开讨论。1磁悬浮轴承工作原理与分类磁悬浮轴承按工作原理可分为三类:被动磁轴承、主动磁轴承、混合磁轴承。1.1被动磁轴承被动磁轴承利用永磁体产生的电磁力将转轴悬浮起来。被动磁轴承作为磁轴承的一种形式，具有自身独特的优势，它体积小、无功耗、结构简单、成本低廉。它不需要控制系统，而是利用自身的永47卷磁力或超导磁力将转轴悬浮起